7. Определение потерь давления

Транспортирование рабочей смеси связано с преодолением сопротивлений, суммарная величина которых определяет величину давления, создаваемого воздухонагнетателем.

Общая потеря давления Р складывается из потерь Р_под, связанных с подъёмом материала и воздуха на определенную высоту Н, путевых потерь трения Р_тр смеси о стенки трубопровода с учетом местных потерь в коленах и переключателях, потерь в местах загрузки Р_заг и выгрузки - Р_выг материала, потерь в фильтрах Р_ф:

Р = Р_под + Р_ф+Р_заг+Р_выг+Р_тр, Па.

Потери подъёма определяются следующей зависимостью:

Р_под=10∙(l+ µ_р) ∙H∙ у^ср_в, Па,

где у^ср_в- средняя плотность воздуха.

При изотермическом режиме плотность воздуха пропорциональна давлению. Однако точное распределение давления по трассе неизвестно и поэтому целесообразно принять

у^ср_в= у_в , кг/м³.

Потери трения могут быть определены уравнением

Р_тр= К∙µ_р∙λ∙у^ср_в∙V²_ср∙L_пр/2 , Па.

Здесь К=100/V_ср- коэффициент учитывающий сопротивление движению рабочей смеси по трубопроводу;

λ=0,246(υ/(V_ср∙ d))^0,22- коэффициент, учитывающий трение чистого воздуха о стенки трубы.

При определений λ диаметр d следует принимать в метрах.

Потери в месте загрузки следует определять как

P_заг= у_{вх V}²₁ (x+ µ)/2 ,Па.

Здесь у_вх – плотность воздуха при входе в рабочий трубопровод.

у_вх = у_в , кг/м³.

Коэффициент х учитывает потери, определяемые видом загрузочного устройства. Для винтовых насосов принимается х=1, для эжекторных загружателей х=2, а для камерных насосов х=3.

Величина потерь в местах выгрузки зависит от типа осадителя. В случае установки объемного осадителя потери целесообразно определять по следующей зависимости:

Р^об_выг=(ζ₁ +0,7 µ)*( у_в v²₂/2), Па.

Здесь ζ₁= 2 – коэффициент, учитывающий потери при резком изменении скорости воздушного потока.

При установке циклона потери напора определяются как

Р_выг^ц= у_в v²₂, Па

Потери в рукавных матерчатых фильтрах численно можно принять равными величине расхода Р_ф=Q_р, Па.

Полное давление, которое необходимо создать воздухонагнетателем, определяется следующей зависимостью: Р_р=(α∙Р+Р_н) 10^-6, МПа.

Здесь α – коэффициент, учитывающий потери напора в зависимости от способа подачи воздуха в смесительную камеру загрузочного устройства.

При подаче воздуха через пористую перегородку ( камерный насос) α = 1,2, а при подаче через форсунки (винтовой насос ) α=1,3. Величина Р_н=5000 Па учитывает потери давления в воздухопроводе между нагнетателем и загрузочным устройством.

8. Выбор воздухонагнетателя и комплектующего оборудования

Типоразмер воздухонагнетателя определяется двумя основными параметрами—производительностью по воздуху и конечным давлением. Технические данные поршневых компрессоров приводятся в приложении 2. При выборе целесообразно принимать компрессоры, производительность и давление которых на 10-15% выше расчетных значений Q_p и P_p. Допускается установка нескольких компрессоров, рабо­тающих на один трубопровод и обеспечивающих расчетную производительность.

Масляный фильтр для очистки всасываемого воздуха подбирается по площади рабочей поверхности, которую можно определить как

F= , м²

Здесь q=40 (м³/мин)/м² удельная нагрузка фильтра на 1 м² рабочей поверхности. Зная общую поверхность фильтра легко определить необходимое число ячеек Z размером 0,5х0,5 м, конструкция которых показана в приложении 3:

Z≥ .

Охладитель подбирается по диаметру трубопровода, пропускной способности и площади поверхности охлаждения F_р, паспортные значения которых должны на 10—15% превышать расчетные величины Q_p и F_p . Расчетную площадь oxлаждения F_р следует определить по эмпирической зависимости

F_р=0,4 Q_р, м²

Технические данные охладителей приводиться в приложении 4.

Определяющим параметром масловодоотделителя является его объем, вычисляемый по следующей эмпирической формуле:

V_мво=0,08 , м³ .

Паспортный объем масловодоотделителя должен на 10-15% превышать расчетный. Одна из конструкций масловодоотделителя показана в приложении 5.

Воздухосборник выбирается по расчетной емкости V_р ,определяемой как

V_р=1,6 , м³ .

При установке нескольких воздухосборников их суммарная емкость должна превышать расчетную. Характеристики промышленных воздухосборников приведены в приложении 6.